紧固件用钢材概述

标准件用钢材概述一、标准件介绍目前粗略的统计一下国内外约有四万多品种，数百万种尺寸规格的标准件。它们的使用场合和环境更是千变万化。标准件作为主机、部件的连接件，与主机一起承担着主体的基本性能、构件基本功能的各项要求。随主机一起在各种恶劣的服役环境中接受考验。有高温、高压、低温、震动、腐蚀、重载、交变应力、抗剪切抗扭转的各种场合。例如航天器某些部位上联接用的标准件先要承受高温.高压、震动的考验，进进轨道后又要经受温度骤变、低温、失重条件下的防止预紧失效等考验。标准件的失效和损坏引发的事故或灾难的概率是非常高的。所以用于制造标准件的材料必须事先有严格的选择。目前常用材料有钛合金、钢、铜、铝、尼龙和其他金属、非金属等材料。标准件分类：1.螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。2.螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。3.螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件，与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。）紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。4.螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。5.自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成相应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。6.木螺钉：也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用螺纹，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金属（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。7.垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。8.挡圈：供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。9.销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。10.铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须破坏零件上的铆钉。11.组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。12.焊钉：由钉杆和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把他固定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接。二、标准件用钢介绍1、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。（1）碳钢。我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢，中碳钢和高碳钢以及合金钢。①低碳钢C%≤0.25%国内通常称为A3钢。国外基本称为1008，1015，1018，1022等。主要用于4.8级螺栓及4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品。（注：钻尾钉主要用1022材料。）吧②中碳钢0.25%C%≤0.45%国内通常称为35号、45号钢，国外基本称为1035，CH38F，1039，40ACR等。主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。③高碳钢C%0.45%。目前市场上基本没使用。④合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增加钢材的一些特殊性能：如35、40铬钼、SCM435，10B38。芳生螺丝主要使用SCM435铬合金钢，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。（2）不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80主要分奥氏体（18%Cr、8%Ni）耐热性好，耐腐蚀性好，可焊性好。A1，A2，A4马氏体、13%Cr耐腐蚀性较差，强度高，耐磨性好。C1，C2，C4铁素体不锈钢。18%Cr镦锻性较好，耐腐蚀性强于马氏体。目前市场上进口材料主要是日本产品。按级别主要分SUS302、SUS304、SUS316。（3）铜。常用材料为黄铜、锌铜合金。市场上主要用H62、H65、H68铜做标准件。2、按品种分类从品种分类来说，标准件所用的钢材除了普碳钢外，还有不锈钢、高温合金钢、铝镁合金、蒙乃尔合金等等。其中不锈钢和有色金属约占耗材总量的5％、7％，除此之外主要是冷镦线材。冷镦钢线材、盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和低合金钢。低碳冷镦钢主要用于冷镦螺母。螺栓、螺钉的用材主要以中碳钢(ML35和SWRCH35K)为主，经调质处理后达到8级和8级以上。冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一。其性能主要体现是具有良好的冷成形性；对于变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10％-30％，符合清洁生产、节约资源型企业大生产，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产效率高，是重点推广的先进机加工工艺。因此，采用冷镦工艺制造标准件，不但效率高、质量好，而且用料省、成本低。国内冷镦钢线材、盘条的开发尽管起步较晚，但发展很快，尤其进入20世纪80年代中期以后，高速线材生产线、盘条连轧生产线的纷纷投产，为冷镦钢线材、盘条的生产提供了装备上的保证。三、标准件行业在我国的发展状况介绍1、我国标准件行业发展现状标准件行业作为我国的一个传统行业，具有品种繁多、附加价值低和市场需求量大的行业特点。据不完全统计，全国标准件行业现有企业7000余家，是中国首批放开的行业和首先步入市场经济的行业，目前已初步形成了以上海上标汽车标准件有限公司、东风汽车标准件有限公司，富奥汽车零部件有限公司汽车标准件分公司及常熟标准件有限公司等一批有规模有技术的代表性企业，同时在江浙鲁等地也形成了一批少而精、小而专的有特色地区域性企业，企业的竞争力和活力得到进一步增强，在我国工业发展中已具有不可忽视的地位和作用。2、我国标准件行业所面临的问题我国标准件行业与我国许多传统产业一样，也同样面临诸多困难和问题，主要表现在以下4方面：1.企业组织结构不合理，企业规模偏小，产业集中度低、小而全、大而全、专业化分工协作差，家庭式作坊尤为突出；2.产品结构不合理，低水平重复建设严重，低档次、低附加值产品过剩，高档次，高附加值产品不足；3.技术结构不合理，技术、工艺和装备水平普遍偏低，技术创新能力不强，标准件企业致力于对产品开发研究的不多，企业中有独立研究开发力量的也很少，这是影响标准件行业继续发展的关键问题；4.布局结构不合理，地区与地区，城市与城市之间在产业布局上存在需同趋势，不利于地区间的独特优势产业形成，导致资源配置效率低。上述问题也导致了该行业地企业之间恶意竞争加剧，普通标准件供过于求，高档标准件供不应求。近几年，我国标准件出口量虽然逐年递增，但比价来一直较低，经济效益未达到预期效果。而我国所急需的高档标准件部分只得依靠进口，进口数量和比价呈现同步上升。另外，我国出口到一个国家和同一国家进口标准件的比价差异较大。这种差异主要体现了我国与国外在产品质量、档次和技术上的差异。除了标准件行业自身原因外，钢铁行业向标准件行业提供的标准件用钢无论从实物内在质量、外形尺寸还是数量上与国外同类产品相比，还存在一定差距，主要表现在以下三方面：①.盘条的通条性能均匀性差，热处理后，芯部和边部性能相差很大；②.盘条硬度高达93-100HRB，而进口的为75-78HRB；③.C、Si、Mn等元素波动大，尺寸公差大，无法在高速冷镦机上使用。这些差距的存在，无形中也影响和束缚了我国标准件行业的发展。3、我国标准件产业发展趋向当今中国标准件的市场,一些中小型标准件企业大量制造普通标准件,并没有真正为企业带来核心竞争力,反而受制于原材料、人力成本等条件的变化。从4.8级到6.8级低强度,或8.8级到12.9级高强度标准件,目前我国标准件的生产技术水平将基本接近世界先进水平,主要为普通标准件及低、中档次的特种、异型标准件,量大价廉。概括为低档次产品充斥主导市场,高档次、高精度、高强度标准件有一小部分仍需进口,产品进口单价与出口单价的比值差距约6倍以上。可见,我国的标准件行业仍为发展中行业,“大而不强”、“胖而不壮”,与美国、日本和韩国、台湾地区的差距较大,且缺乏从技术服务到解决机械紧固方案,实现产品、设计、制造和管理的数字化,产品和制造过程的绿色化。据了解,我国标准件的发展受到资源和环境的压力越来越大,缓解资源约束的重要途径是发展绿色制造。标准件的发展,今后一段时期也将继续朝着品牌经营的方向积极推进,促进标准件项目开发的全方位。在产品上,中高端产品将加速对品质研发的本土化,从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全过程,都要考虑废弃物最少、排放最低、资源利用率最高及环境影响最小,从而使企业效益和社会效益协调优化。在流通方面,探索各种增值服务的模式,为客户带来价值和利益。从提供单套标准件到提供机械紧固方案、定制服务、远程监测等,服务在标准件制造企业的销售收入中比重将逐渐加大。